[논문 리뷰] Electroweak Baryogenesis in the MSSM

M. Quirós, M. Seco|CERN Document Server (European Organization for Nuclear Research)|1999. 03. 05.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 두 루프 보정을 고려한 최소 초대칭 표준모형(MSSM)에서 전약 대칭 깨짐과 쿼크 비대칭 생성을 연구한다. Higgs 보손 질량이 115 GeV 이하일 경우, 오른쪽 수직형 스토프 질량이 100 GeV에서 토프 쿼크 질량 사이일 경우에 유효한 비대칭 생성 창이 존재하며, 이는 LEP 및 테바트론 실험에서 검증 가능하다.

ABSTRACT

We review the baryogenesis scenario in the MSSM at the perturbative level and, in particular, the impact of two-loop corrections on the strength of the phase transition and the amount of generated baryon asymmetry. We confirm the baryogenesis window, where m_H is less than 115GeV, for m_Q less than a few GeV, and the right-handed stop mass is constrained in the region between 100GeV and the top mass. This scenario will be tested at LEP and Tevatron colliders.

연구 동기 및 목표

• 두 루프 양자 보정을 고려한 MSSM에서 전약 비대칭 생성의 가능성 여부를 페르투르바티브 수준에서 평가하기.
• 두 루프 양자 보정이 전약 상전이 강도에 미치는 영향을 평가하기.
• 충분한 비대칭 생성이 가능한 매개변수 공간을 규명하기.
• 관측된 비대칭 생성과 일치하는 정지형 스토프 및 힉스 보손 질량에 대한 제약 조건을 규명하기.
• LEP 및 테바트론 실험 데이터와의 비교를 통해 모델의 예측을 검증하기.

제안 방법

• MSSM 프레임워크 내에서 전약 상전이를 평가하기 위해 페르투르바티브 계산을 적용하였다.
• 유한 온도 효과적 포텐셜에 두 루프 보정을 포함하여 상전이 강도를 평가하였다.
• 스팔레론 레이트 감소를 결정하기 위해 두 루프 자기에너지 기여의 허수부를 사용하였다.
• 파국 상태에서의 비대칭 수준 파괴율을 스파일레론 과정을 통해 평가하였다.
• 충분한 비대칭 생성이 가능한 매개변수 공간을 제약 조건을 통해 규명하였다.
• 오른쪽 수직형 스토프 질량과 힉스 질량이 상전이에 미치는 영향을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 두 루프 보정을 고려할 경우 MSSM에서 전약 상전이의 강도는 어떻게 되는가?
• RQ2 어떤 힉스 및 스토프 질량 값이 충분한 비대칭 생성을 가능하게 하는가?
• RQ3 두 루프 보정은 MSSM에서 전약 비대칭 생성의 가능성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 LEP 및 테바트론 데이터에서 비대칭 생성의 맥락에서 MSSM 매개변수에 대한 실험적 제약 조건은 무엇인가?
• RQ5 관측된 비대칭 생성이 전약 과정을 통해 생성될 수 있는 MSSM의 유효한 매개변수 창이 존재하는가?

주요 결과

• Higgs 질량이 115 GeV 이하일 경우 유효한 비대칭 생성 창이 존재한다.
• 성공적인 비대칭 생성을 위해 오른쪽 수직형 스토프 질량은 100 GeV에서 토프 쿼크 질량 사이로 제약된다.
• 두 루프 보정은 전약 상전이 강도에 중대한 영향을 미친다.
• 모델은 스파일레론 과정이 관측된 비대칭 생성을 생성할 수 있는 비자명한 매개변수 공간을 예측한다.
• LEP 및 테바트론 실험을 통해 MSSM 입자의 직접 및 간접 탐색을 통해 이 시나리오는 검증 가능하다.
• 비대칭 생성은 스토프 섹터와 힉스 질량에 민감하며, 이는 페르투르바티브 계산에서 유도된 제약 조건을 포함한다.